šta je solarni inverter?

Kako svijet ide naprijed u potrazi za rješenjima za održivu i čistu energiju, solarna energija se pojavila kao predvodnik u trci ka zelenijoj budućnosti.Koristeći obilnu i obnovljivu energiju sunca, solarni fotonaponski (PV) sistemi su stekli široku popularnost, otvarajući put za izuzetnu transformaciju u načinu na koji proizvodimo električnu energiju. U srcu svakog solarnog PV sistema leži ključna komponenta koja omogućava pretvaranje sunčeve svjetlosti u upotrebljivu energiju:solarni inverter.Delujući kao most između solarnih panela i električne mreže, solarni invertori igraju vitalnu ulogu u efikasnom korišćenju solarne energije.Razumijevanje njihovog principa rada i istraživanje njihovih različitih tipova ključno je za razumijevanje fascinantne mehanike koja stoji iza konverzije solarne energije. How Da li ASolarInverterWork? Solarni inverter je elektronički uređaj koji pretvara jednosmjernu struju (DC) električnu energiju koju proizvode solarni paneli u električnu energiju izmjenične struje (AC) koja se može koristiti za napajanje kućanskih aparata i dovodi u električnu mrežu.Princip rada solarnog pretvarača može se podijeliti u tri glavne faze: konverzija, kontrola i izlaz. Konverzija: Solarni inverter prvo prima DC električnu energiju koju generiraju solarni paneli.Ova DC električna energija je tipično u obliku fluktuirajućeg napona koji varira s intenzitetom sunčeve svjetlosti.Primarni zadatak pretvarača je da ovaj varijabilni DC napon pretvori u stabilan AC napon pogodan za potrošnju. Proces konverzije uključuje dvije ključne komponente: skup električnih prekidača (obično bipolarni tranzistori sa izolovanim vratima ili IGBT) i visokofrekventni transformator.Prekidači su odgovorni za brzo uključivanje i isključivanje DC napona, stvarajući visokofrekventni impulsni signal.Transformator zatim povećava napon do željenog nivoa naizmeničnog napona. Kontrola: Upravljački stupanj solarnog pretvarača osigurava da proces konverzije radi efikasno i sigurno.Uključuje upotrebu sofisticiranih kontrolnih algoritama i senzora za praćenje i regulaciju različitih parametara.Neke važne kontrolne funkcije uključuju: a.Praćenje tačke maksimalne snage (MPPT): Solarni paneli imaju optimalnu radnu tačku koja se zove tačka maksimalne snage (MPP), gde proizvode maksimalnu snagu za dati intenzitet sunčeve svetlosti.MPPT algoritam kontinuirano prilagođava radnu tačku solarnih panela kako bi maksimizirao izlaznu snagu praćenjem MPP-a. b.Regulacija napona i frekvencije: Upravljački sistem pretvarača održava stabilan izlazni napon i frekvenciju naizmjenične struje, obično slijedeći standarde komunalne mreže.Ovo osigurava kompatibilnost s drugim električnim uređajima i omogućava besprijekornu integraciju s mrežom. c.Sinhronizacija mreže: Solarni inverteri povezani na mrežu sinkroniziraju fazu i frekvenciju AC izlaza s komunalnom mrežom.Ova sinkronizacija omogućava pretvaraču da vrati višak energije natrag u mrežu ili crpi energiju iz mreže kada je solarna proizvodnja nedovoljna. Izlaz: U završnoj fazi, solarni inverter isporučuje pretvorenu AC električnu energiju do električnih opterećenja ili mreže.Izlaz se može koristiti na dva načina: a.Mrežni ili mrežni sistemi: U sistemima vezanim za mrežu, solarni inverter napaja AC električnu energiju direktno u komunalnu mrežu.Ovo smanjuje ovisnost o elektranama na fosilna goriva i omogućava neto mjerenje, gdje se višak električne energije proizvedene tokom dana može kreditirati i koristiti tokom perioda niske solarne proizvodnje. b.Sistemi van mreže: U sistemima van mreže, solarni inverter puni bateriju pored napajanja električnom energijom.Baterije pohranjuju višak solarne energije, koja se može iskoristiti u vrijeme niske solarne proizvodnje ili noću kada solarni paneli ne proizvode struju. Karakteristike solarnih invertera: Efikasnost: Solarni invertori su dizajnirani da rade sa visokom efikasnošću kako bi se maksimizirao prinos energije solarnog fotonaponskog sistema.Veća efikasnost rezultira manjim gubicima energije tokom procesa konverzije, osiguravajući da se veći udio solarne energije efikasno koristi. Izlazna snaga: Solarni inverteri su dostupni u različitim snagama, od malih stambenih sistema do velikih komercijalnih instalacija.Izlazna snaga invertera treba da bude na odgovarajući način usklađena sa kapacitetom solarnih panela kako bi se postigle optimalne performanse. Trajnost i pouzdanost: Solarni pretvarači su izloženi različitim uvjetima okoline, uključujući temperaturne fluktuacije, vlažnost i potencijalne električne udare.Prema tome, pretvarači bi trebali biti izrađeni od robusnih materijala i dizajnirani da izdrže ove uvjete, osiguravajući dugoročnu pouzdanost. Monitoring i komunikacija: Mnogi moderni solarni invertori dolaze opremljeni sistemima za nadzor koji korisnicima omogućavaju da prate performanse svog solarnog PV sistema.Neki pretvarači također mogu komunicirati s vanjskim uređajima i softverskim platformama, pružajući podatke u realnom vremenu i omogućavajući daljinski nadzor i kontrolu. Sigurnosne karakteristike: Solarni invertori sadrže različite sigurnosne karakteristike kako bi zaštitili i sistem i pojedince koji s njim rade.Ove karakteristike uključuju zaštitu od prenapona, zaštitu od prekomjerne struje, detekciju kvara na zemlji i zaštitu od otoka, koja sprječava pretvarač da dovede struju u mrežu tokom nestanka struje. Klasifikacija solarnih invertera prema nazivnoj snazi PV invertori, poznati i kao solarni pretvarači, mogu se klasificirati u različite tipove na osnovu njihovog dizajna, funkcionalnosti i primjene.Razumijevanje ovih klasifikacija može pomoći u odabiru najprikladnijeg pretvarača za određeni solarni PV sistem.Sljedeće su glavne vrste fotonaponskih invertera klasificirane prema stupnju snage: Inverter prema nivou snage: uglavnom podijeljen na distribuirani inverter (string inverter & mikro inverter), centralizirani inverter String Inverters: Strunasti invertori su najčešće korišteni tip PV invertera u stambenim i komercijalnim solarnim instalacijama, dizajnirani su za rukovanje više solarnih panela povezanih u seriju, formirajući "niz".PV niz (1-5kw) je danas postao najpopularniji inverter na međunarodnom tržištu kroz inverter sa praćenjem maksimalne snage na DC strani i paralelnom mrežnom vezom na strani AC. DC električna energija koju generiraju solarni paneli dovodi se u strujni inverter, koji je pretvara u AC električnu energiju za trenutnu upotrebu ili za izvoz u mrežu.Žičani pretvarači su poznati po svojoj jednostavnosti, isplativosti i lakoći ugradnje.Međutim, performanse čitavog niza zavise od panela sa najnižim performansama, što može uticati na ukupnu efikasnost sistema. Mikro inverteri: Mikro invertori su mali pretvarači koji se instaliraju na svaki pojedinačni solarni panel u fotonaponskom sistemu.Za razliku od string invertera, mikro invertori pretvaraju DC električnu energiju u AC direktno na nivou panela.Ovaj dizajn omogućava svakom panelu da radi nezavisno, optimizujući ukupnu izlaznu energiju sistema.Mikro invertori nude nekoliko prednosti, uključujući praćenje maksimalne snage na nivou panela (MPPT), poboljšane performanse sistema u zasjenjenim ili neusklađenim panelima, povećanu sigurnost zbog nižih istosmjernih napona i detaljno praćenje performansi pojedinačnih panela.Međutim, veći početni troškovi i potencijalna složenost instalacije su faktori koje treba uzeti u obzir. Centralizovani invertori: Centralizirani invertori, također poznati kao invertori velikih ili komunalnih (>10kW) invertera, obično se koriste u velikim solarnim PV instalacijama, kao što su solarne farme ili komercijalni solarni projekti.Ovi pretvarači su dizajnirani da upravljaju visokom istosmjernom strujom iz više nizova ili nizova solarnih panela i pretvaraju ih u AC napajanje za povezivanje na mrežu. Najveća karakteristika je velika snaga i niska cijena sistema, ali budući da izlazni napon i struja različitih fotonaponskih žica često nisu u potpunosti usklađeni (naročito kada su fotonaponske žice djelimično zasjenjene zbog oblačnosti, sjene, mrlja itd.) , upotreba centralizovanog pretvarača će dovesti do manje efikasnosti procesa invertovanja i manje električne energije u domaćinstvu. Centralizirani pretvarači obično imaju veći kapacitet snage u odnosu na druge tipove, u rasponu od nekoliko kilovata do nekoliko megavata.Instaliraju se na centralnoj lokaciji ili inverterskoj stanici, a na njih je paralelno spojeno više nizova ili nizova solarnih panela. Šta radi solarni inverter? Fotonaponski pretvarači služe za višestruke funkcije, uključujući AC konverziju, optimizaciju performansi solarnih ćelija i zaštitu sistema.Ove funkcije obuhvataju automatski rad i isključivanje, kontrolu praćenja maksimalne snage, zaštitu od otpuštanja (za sisteme povezane na mrežu), automatsko podešavanje napona (za sisteme povezane na mrežu), detekciju istosmjerne struje (za sisteme povezane s mrežom) i detekciju uzemljenja DC ( za sisteme povezane sa mrežom).Hajde da ukratko istražimo funkciju automatskog rada i isključivanja i funkciju kontrole praćenja maksimalne snage. 1) Automatski rad i funkcija isključivanja Nakon jutarnjeg izlaska sunca, intenzitet sunčevog zračenja se postepeno povećava, a u skladu s tim se povećava i izlaz solarnih ćelija.Kada se dostigne izlazna snaga koju zahtijeva pretvarač, pretvarač počinje automatski raditi.Nakon ulaska u operaciju, pretvarač će pratiti izlaz komponenti solarne ćelije cijelo vrijeme, sve dok je izlazna snaga komponenti solarne ćelije veća od izlazne snage koju zahtijeva inverter, pretvarač će nastaviti raditi;sve dok zalazak sunca ne prestane, čak i ako je kiša Inverter također radi.Kada izlaz modula solarne ćelije postane manji i izlaz pretvarača je blizu 0, pretvarač će formirati stanje pripravnosti. 2) Kontrolna funkcija praćenja maksimalne snage Izlaz modula solarne ćelije varira u zavisnosti od intenziteta sunčevog zračenja i temperature samog modula solarne ćelije (temperatura čipa).Osim toga, budući da modul solarne ćelije ima karakteristiku da napon opada sa povećanjem struje, tako postoji optimalna radna tačka koja može dobiti maksimalnu snagu.Intenzitet sunčevog zračenja se menja, očigledno se menja i najbolja radna tačka.U odnosu na ove promene, radna tačka modula solarne ćelije je uvek na tački maksimalne snage, a sistem uvek dobija maksimalnu izlaznu snagu od modula solarne ćelije.Ova vrsta kontrole je kontrola praćenja maksimalne snage.Najveća karakteristika pretvarača koji se koristi u sistemu za proizvodnju solarne energije je funkcija praćenja tačke maksimalne snage (MPPT). Glavni tehnički indikatori fotonaponskih pretvarača 1. Stabilnost izlaznog napona U fotonaponskom sistemu, električna energija koju generiše solarna ćelija se prvo pohranjuje u bateriji, a zatim se pretvara u izmjeničnu struju od 220V ili 380V kroz inverter.Međutim, na bateriju utiče sopstveno punjenje i pražnjenje, a njen izlazni napon varira u velikom opsegu.Na primjer, nazivna baterija od 12 V ima vrijednost napona koja može varirati između 10,8 i 14,4 V (iznad ovog raspona može doći do oštećenja baterije).Za kvalificirani pretvarač, kada se napon ulaznog terminala promijeni unutar ovog raspona, varijacija njegovog stabilnog izlaznog napona ne bi trebala prelaziti Plusmn;5% od nominalne vrijednosti.U isto vrijeme, kada se opterećenje naglo promijeni, njegovo odstupanje izlaznog napona ne smije prelaziti ±10% iznad nominalne vrijednosti. 2. Izobličenje talasnog oblika izlaznog napona Za sinusne pretvarače, potrebno je specificirati maksimalno dozvoljeno izobličenje valnog oblika (ili sadržaj harmonika).Obično se izražava ukupnim izobličenjem talasnog oblika izlaznog napona, a njegova vrijednost ne bi trebala prelaziti 5% (10% je dozvoljeno za jednofazni izlaz).Budući da će izlazna struja harmonika visokog reda iz pretvarača generirati dodatne gubitke kao što su vrtložne struje na induktivnom opterećenju, ako je izobličenje valnog oblika invertera preveliko, to će uzrokovati ozbiljno zagrijavanje komponenti opterećenja, što nije pogodno za sigurnost električne opreme i ozbiljno utiče na sistem.operativna efikasnost. 3. Nazivna izlazna frekvencija Za opterećenja uključujući motore, kao što su mašine za pranje veša, frižideri, itd., budući da je optimalna frekvencijska radna tačka motora 50Hz, previsoke ili preniske frekvencije će uzrokovati zagrevanje opreme, smanjujući radnu efikasnost i životni vek sistema, tako da bi izlazna frekvencija pretvarača trebala biti relativno stabilna vrijednost, obično frekvencija snage 50Hz, a njeno odstupanje bi trebalo biti unutar plusmn;l% u normalnim radnim uvjetima. 4. Faktor snage opterećenja Karakterizirajte sposobnost pretvarača s induktivnim opterećenjem ili kapacitivnim opterećenjem.Faktor snage opterećenja sinusnog pretvarača je 0,7~0,9, a nazivna vrijednost je 0,9.U slučaju određene snage opterećenja, ako je faktor snage pretvarača nizak, kapacitet potrebnog pretvarača će se povećati.S jedne strane, trošak će se povećati, a istovremeno će se povećati prividna snaga AC kola fotonaponskog sistema.Kako se struja povećava, gubici će se neizbježno povećati, a efikasnost sistema će se također smanjiti. 5. Efikasnost pretvarača Efikasnost pretvarača se odnosi na odnos njegove izlazne snage prema ulaznoj snazi ​​pod određenim radnim uslovima, izražen u procentima.Općenito, nazivna efikasnost fotonaponskog pretvarača odnosi se na čisto otporno opterećenje.Pod uslovom efikasnosti opterećenja od 80%.Budući da je ukupna cijena fotonaponskog sistema visoka, efikasnost fotonaponskog pretvarača treba biti maksimizirana kako bi se smanjili troškovi sistema i poboljšale performanse troškova fotonaponskog sistema.Trenutno je nominalna efikasnost mainstream invertera između 80% i 95%, a efikasnost pretvarača male snage ne smije biti manja od 85%.U stvarnom procesu projektovanja fotonaponskog sistema, ne samo da treba izabrati visokoefikasni inverter, već treba koristiti i razumnu konfiguraciju sistema kako bi opterećenje fotonaponskog sistema radilo blizu tačke najbolje efikasnosti što je više moguće. . 6. Nazivna izlazna struja (ili nazivni izlazni kapacitet) Označava nazivnu izlaznu struju pretvarača unutar specificiranog raspona faktora snage opterećenja.Neki inverterski proizvodi daju nazivni izlazni kapacitet, a njegova jedinica je izražena u VA ili kVA.Nazivni kapacitet pretvarača je proizvod nazivnog izlaznog napona i nazivne izlazne struje kada je faktor izlazne snage 1 (to jest, čisto otporno opterećenje). 7. Mjere zaštite Inverter sa odličnim performansama takođe treba da ima potpune zaštitne funkcije ili mere za rešavanje različitih nenormalnih situacija koje se javljaju tokom stvarne upotrebe, kako bi zaštitio sam inverter i druge komponente sistema od oštećenja. 1) Unesite račun osiguranja podnapona: Kada je napon ulaznog terminala manji od 85% nazivnog napona, pretvarač bi trebao imati zaštitu i displej. 2) Ulazni zaštitnik od prenapona: Kada je napon ulaznog terminala veći od 130% nazivnog napona, pretvarač bi trebao imati zaštitu i displej. 3) Zaštita od prekomjerne struje: Prekostrujna zaštita pretvarača treba da bude u stanju da obezbedi pravovremeno delovanje kada je opterećenje kratko spojeno ili struja premašuje dozvoljenu vrednost, kako bi se sprečilo njegovo oštećenje udarnom strujom.Kada radna struja prijeđe 150% nazivne vrijednosti, pretvarač bi trebao biti u stanju automatski zaštititi. 4) izlazna zaštita od kratkog spoja Vrijeme djelovanja zaštite od kratkog spoja pretvarača ne smije prelaziti 0,5 s. 5) Zaštita od obrnutog polariteta ulaza: Kada su pozitivni i negativni pol ulaznog terminala obrnuti, pretvarač bi trebao imati zaštitnu funkciju i displej. 6) Zaštita od groma: Inverter treba da ima zaštitu od groma. 7) Zaštita od previsoke temperature itd. Osim toga, za pretvarače bez mjera stabilizacije napona, inverter bi također trebao imati mjere zaštite od prenapona na izlazu kako bi zaštitio opterećenje od prenaponskog oštećenja. 8. Početne karakteristike Da se okarakteriše sposobnost pretvarača da startuje sa opterećenjem i performanse tokom dinamičkog rada.Inverter bi trebao osigurati pouzdano pokretanje pod nazivnim opterećenjem. 9. Buka Komponente kao što su transformatori, induktori filtera, elektromagnetski prekidači i ventilatori u opremi energetske elektronike stvarat će buku.Kada inverter radi normalno, njegova buka ne bi trebala prelaziti 80dB, a buka malog pretvarača ne bi trebala prelaziti 65dB. Vještine odabira solarnih pretvarača